(57)【要約】  それから熱交換器を構成するためのモジュールが提供される。モジュールは、２つのマニホルドと、それらマニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットとを含む。各マットは平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブを含み、熱交換チューブはマニホルドと流体連通しマニホルドの間に広がる。マニホルドのそれぞれは、その対向端部に形成された選択的にシール可能な端部開口部であって、チューブに対して実質的に垂直でありかつチューブによって画定される平面と平行な長手方向流路を画定する選択的にシール可能な端部開口部を含む。マニホルドのそれぞれは、その対向側面の選択的にシール可能な側面開口部であって、長手方向流路に対しておよびチューブによって画定される平面に対して実質的に垂直な横方向流路をそれぞれ画定する選択的にシール可能な側面開口部をさらに備える。【選択図】図１Ａ
2019529859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それから熱交換器を構成するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・前記マニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは、平面を画定するように配置されかつそれらの間に間隔を空けながら互いに離間された複数の熱交換チューブを含み、前記熱交換チューブは前記マニホルドと流体連通し前記マニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを備え、
前記マニホルドのそれぞれは、
・その対向端部に形成された選択的にシール可能な端部開口部であって、前記チューブに対して実質的に垂直でありかつ前記チューブによって画定される前記平面と平行な長手方向流路を画定する選択的にシール可能な端部開口部を含み、
・前記マニホルドのそれぞれは、その対向側面の選択的にシール可能な側面開口部であって、前記長手方向流路に対しておよび前記チューブによって画定される前記平面に対して実質的に垂直な横方向流路をそれぞれ画定する選択的にシール可能な側面開口部をさらに備え、
前記マニホルドの少なくとも一方が、前記マットの１つまたは複数を他のマットの前記チューブから選択的に流体的に隔離することを促すように構成された分割構造を含み、
前記間隔のそれぞれが、前記平面に対して垂直な方向の、前記マットのうちの他のマットの１つまたは複数のチューブの突起と重なるように配置され、
各マットは、それと同一平面上にかつ前記チューブを横切って配置された１つまたは複数の支持要素を含み、前記支持要素は、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成され、前記支持要素のそれぞれは、隣接するマットの支持要素にしっかり接続されるようにさらに構成される、
モジュール。
【請求項２】
前記マットのそれぞれが、前記チューブを前記マニホルドと流体連通させるように構成された２つのヘッダーであって、それぞれ前記チューブと前記マニホルドのうちの一方との間に接続された２つのヘッダーをさらに備える、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記ヘッダーが前記チューブの上にオーバーモールドされる、請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記ヘッダーが位置決め特徴部を含み、そのそれぞれは隣接するヘッダーの対応する位置決め特徴部と協働してその位置決めを容易にするように構成される、請求項２または３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記側面開口部のそれぞれが、同一のマニホルドの側面リップと位置合わせした状態に配置されるように構成された側面リップによって画定される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項６】
前記端部開口部のそれぞれが、同一のマニホルドの端部リップと位置合わせした状態に配置されるように構成された端部リップによって画定される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項７】
それをシールするために前記側面開口部および端部開口部のうちの１つまたは複数に選択的に接続されるように構成されたキャップをさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項８】
前記分割構造が、前記マットを画定する前記平面と実質的に平行な平面に沿って前記マニホルドの内部流体チャンバを分割するように構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項９】
前記分割構造が、前記マニの内面上の、対向して配置されたスロットの１つまたは複数のペアを含み、それらの間に広がる仕切りを受け入れるように構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記スロットが前記マニホルドの長さに沿って長手方向に延びる、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１１】
各マット内の前記間隔の大部分が同じサイズであり、前記マットのそれぞれが異なるサイズの１つまたは複数の予備間隔をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記予備間隔が、それらのそれぞれのチューブの一端に配置された末端チューブに隣接して形成される、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１３】
前記マットが、隣接するマットの末端チューブが互いにその交互の側にあるように配置される、請求項１２に記載のモジュール。
【請求項１４】
各マットが、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成された支持要素をさらに含み、前記支持要素のそれぞれは、それらの前記末端チューブがそれらの同じ側にある状態で前記マットが互いに重なる構成を排除するように、隣接するマットの支持要素にしっかりと接続されるようにさらに構成される、請求項１３に記載のモジュール。
【請求項１５】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項１４に記載のモジュール。
【請求項１６】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項１５に記載のモジュール。
【請求項１７】
前記予備間隔が前記大部分の間隔よりも小さい、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項１８】
前記マットのそれぞれが２つの隣接する予備間隔を含む、請求項１７に記載のモジュール。
【請求項１９】
前記間隔のそれぞれが、前記平面に対して垂直な方向の、隣接するマットのチューブの突起と重なるように配置される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項２０】
前記間隔のそれぞれが前記突起と完全に重なる、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項２１】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項１〜２０のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項２２】
前記連結構造が、隣接する支持要素とのスナップ接続を促す、請求項２１に記載のモジュール。
【請求項２３】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項２１または２２に記載のモジュール。
【請求項２４】
それから熱交換器を構成するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・前記マニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは、平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブを含み、前記熱交換チューブは前記マニホルドと流体連通し前記マニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを備え、
前記マニホルドのそれぞれは、その対向端部に形成された選択的にシール可能な端部開口部であって、前記チューブに対して実質的に垂直でありかつ前記チューブによって画定される前記平面と平行な長手方向流路を画定する選択的にシール可能な端部開口部を含み、
前記マニホルドのそれぞれは、その対向側面の選択的にシール可能な側面開口部であって、前記長手方向流路に対しておよび前記チューブによって画定される前記平面に対して実質的に垂直な横方向流路をそれぞれ画定する選択的にシール可能な側面開口部をさらに備える、
モジュール。
【請求項２５】
前記マットのそれぞれが、前記チューブを前記マニホルドと流体連通させるように構成された２つのヘッダーであって、それぞれ前記チューブと前記マニホルドのうちの一方との間に接続された２つのヘッダーをさらに備える、請求項２４に記載のモジュール。
【請求項２６】
前記ヘッダーが前記チューブの上にオーバーモールドされる、請求項２５に記載のモジュール。
【請求項２７】
前記ヘッダーが位置決め特徴部を含み、そのそれぞれは隣接するヘッダーの対応する位置決め特徴部と協働してその位置決めを容易にするように構成される、請求項２５または２６に記載のモジュール。
【請求項２８】
前記側面開口部のそれぞれが、同一のマニホルドの側面リップと位置合わせした状態に配置されるように構成された側面リップによって画定される、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項２９】
前記端部開口部のそれぞれが、同一のマニホルドの端部リップと位置合わせした状態に配置されるように構成された端部リップによって画定される、請求項２４〜２８のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項３０】
それをシールするために前記側面開口部および端部開口部のうちの１つまたは複数に選択的に接続されるように構成されたキャップをさらに備える、請求項２４〜２９のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項３１】
前記マニホルドの少なくとも一方が、前記マットの１つまたは複数を他のマットの前記チューブから選択的に流体的に隔離することを促すように構成された分割構造を含む、請求項２４〜３０のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項３２】
前記分割構造が、前記マットを画定する前記平面と実質的に平行な平面に沿って前記マニホルドの内部流体チャンバを分割するように構成される、請求項３１に記載のモジュール。
【請求項３３】
前記分割構造が、前記マニホルドの内面上の、対向して配置されたスロットの１つまたは複数のペアを含み、それらの間に広がる仕切りを受け入れるように構成される、請求項３１または３２に記載のモジュール。
【請求項３４】
前記スロットが前記マニホルドの長さに沿って長手方向に延びる、請求項３３に記載のモジュール。
【請求項３５】
各マット内のチューブがそれらの間に間隔を空けながら互いに離間され、前記間隔のそれぞれは、前記平面に対して垂直な方向の、前記マットのうちの他のマットの１つまたは複数のチューブの突起と重なるように配置される、請求項２４〜３４のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項３６】
各マット内の前記間隔の大部分が同じサイズであり、前記マットのそれぞれが異なるサイズの１つまたは複数の予備間隔をさらに含む、請求項３５に記載のモジュール。
【請求項３７】
前記予備間隔が、それらのそれぞれのチューブの一端に配置された末端チューブに隣接して形成される、請求項３６に記載のモジュール。
【請求項３８】
前記マットが、隣接するマットの末端チューブが互いにその交互の側にあるように配置される、請求項３７に記載のモジュール。
【請求項３９】
各マットが、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成された支持要素をさらに含み、前記支持要素のそれぞれは、それらの前記末端チューブがそれらの同じ側にある状態で前記マットが互いに重なる構成を排除するように、隣接するマットの支持要素にしっかりと接続されるようにさらに構成される、請求項３８に記載のモジュール。
【請求項４０】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項３９に記載のモジュール。
【請求項４１】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項４０に記載のモジュール。
【請求項４２】
前記予備間隔が前記大部分の間隔よりも小さい、請求項３６〜４１のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項４３】
前記マットのそれぞれが２つの隣接する予備間隔を含む、請求項４２に記載のモジュール。
【請求項４４】
前記間隔のそれぞれが、前記平面に対して垂直な方向の、隣接するマットのチューブの突起と重なるように配置される、請求項３５〜４３のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項４５】
前記間隔のそれぞれが前記突起と完全に重なる、請求項３５〜４４のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項４６】
各マットが、それと同一平面上にかつ前記チューブを横切って配置された１つまたは複数の支持要素を含み、前記支持要素は、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成され、前記支持要素のそれぞれは、隣接するマットの支持要素にしっかり接続されるようにさらに構成される、請求項２４〜４５のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項４７】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項４６に記載のモジュール。
【請求項４８】
前記連結構造が、隣接する支持要素とのスナップ接続を促す、請求項４７に記載のモジュール。
【請求項４９】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項４７または４８に記載のモジュール。
【請求項５０】
それから熱交換器を構成するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・それらマニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブを含み、前記熱交換チューブは前記マニホルドと流体連通し前記マニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを含み、
前記マニホルドの少なくとも一方が、前記マットの１つまたは複数を他のマットの前記チューブから選択的に流体的に隔離することを促すように構成された分割構造を含む、
モジュール。
【請求項５１】
前記分割構造が、前記マットを画定する前記平面と実質的に平行な平面に沿って前記マニホルドの内部流体チャンバを分割するように構成される、請求項５０に記載のモジュール。
【請求項５２】
前記分割構造が、前記マニホルドの内面上の、対向して配置されたスロットの１つまたは複数のペアを含み、それらの間に広がる仕切りを受け入れるように構成される、請求項５０または５１に記載のモジュール。
【請求項５３】
前記スロットが前記マニホルドの長さに沿って長手方向に延びる、請求項５２に記載のモジュール。
【請求項５４】
各マット内の前記チューブがそれらの間に間隔を空けながら互いに離間され、前記間隔のそれぞれは、前記平面に対して垂直な方向の、前記マットのうちの他のマットの１つまたは複数のチューブの突起と重なるように配置される、請求項５０〜５３のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項５５】
各マット内の前記間隔の大部分が同じサイズであり、前記マットのそれぞれが異なるサイズの１つまたは複数の予備間隔をさらに含む、請求項５４に記載のモジュール。
【請求項５６】
前記予備間隔が、それらのそれぞれのチューブの一端に配置された末端チューブに隣接して形成される、請求項５５に記載のモジュール。
【請求項５７】
前記マットが、隣接するマットの末端チューブが互いにその交互の側にあるように配置される、請求項５６に記載のモジュール。
【請求項５８】
各マットが、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成された支持要素をさらに含み、前記支持要素のそれぞれは、それらの前記末端チューブがそれらの同じ側にある状態で前記マットが互いに重なる構成を排除するように、隣接するマットの支持要素にしっかりと接続されるようにさらに構成される、請求項５７に記載のモジュール。
【請求項５９】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項５８に記載のモジュール。
【請求項６０】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項５９に記載のモジュール。
【請求項６１】
前記予備間隔が前記大部分の間隔よりも小さい、請求項５５〜６０のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項６２】
前記マットのそれぞれが２つの隣接する予備間隔を含む、請求項６１に記載のモジュール。
【請求項６３】
前記間隔のそれぞれが、前記平面に対して垂直な方向の、隣接するマットのチューブの突起と重なるように配置される、請求項５４〜６２のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項６４】
前記間隔のそれぞれが前記突起と完全に重なる、請求項５４〜６３のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項６５】
各マットが、それと同一平面上にかつ前記チューブを横切って配置された１つまたは複数の支持要素を含み、前記支持要素は、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成され、前記支持要素のそれぞれは、隣接するマットの支持要素にしっかり接続されるようにさらに構成される、請求項５０〜６４のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項６６】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項６５に記載のモジュール。
【請求項６７】
前記連結構造が、隣接する支持要素とのスナップ接続を促す、請求項６６に記載のモジュール。
【請求項６８】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項６６または６７に記載のモジュール。
【請求項６９】
それから熱交換器を構成するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・前記マニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは、平面を画定するように配置されかつそれらの間に間隔を空けながら互いに離間された複数の熱交換チューブを含み、前記熱交換チューブは前記マニホルドと流体連通し前記マニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを備え、
前記間隔のそれぞれは、前記平面に対して垂直な方向の、前記マットのうちの他のマットの１つまたは複数のチューブの突起と重なるように配置される、
モジュール。
【請求項７０】
各マット内の前記間隔の大部分が同じサイズであり、前記マットのそれぞれが異なるサイズの１つまたは複数の予備間隔をさらに含む、請求項６９に記載のモジュール。
【請求項７１】
前記予備間隔が、それらのそれぞれのチューブの一端に配置された末端チューブに隣接して形成される、請求項７０に記載のモジュール。
【請求項７２】
前記マットが、隣接するマットの末端チューブが互いにその交互の側にあるように配置される、請求項７１に記載のモジュール。
【請求項７３】
各マットが、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成された支持要素をさらに含み、前記支持要素のそれぞれは、それらの前記末端チューブがそれらの同じ側にある状態で前記マットが互いに重なる構成を排除するように、隣接するマットの支持要素にしっかりと接続されるようにさらに構成される、請求項７２に記載のモジュール。
【請求項７４】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項７３に記載のモジュール。
【請求項７５】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項７４に記載のモジュール。
【請求項７６】
前記予備間隔が前記大部分の間隔よりも小さい、請求項７０〜７５のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項７７】
前記マットのそれぞれが２つの隣接する予備間隔を含む、請求項７６に記載のモジュール。
【請求項７８】
前記間隔のそれぞれが、前記平面に対して垂直な方向の、隣接するマットのチューブの突起と重なるように配置される、請求項６９〜７７のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項７９】
前記間隔のそれぞれが前記突起と完全に重なる、請求項６９〜７８のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項８０】
各マットが、それと同一平面上にかつ前記チューブを横切って配置された１つまたは複数の支持要素を含み、前記支持要素は、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成され、前記支持要素のそれぞれは、隣接するマットの支持要素にしっかり接続されるようにさらに構成される、請求項６９〜７９のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項８１】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項８０に記載のモジュール。
【請求項８２】
前記連結構造が、隣接する支持要素とのスナップ接続を促す、請求項８１に記載のモジュール。
【請求項８３】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項８１または８２に記載のモジュール。
【請求項８４】
それから熱交換器を構成するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・前記マニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは、平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブを含み、前記熱交換チューブは前記マニホルドと流体連通し前記マニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを備え、
各マットが、それと同一平面上にかつ前記チューブを横切って配置された１つまたは複数の支持要素を含み、前記支持要素は、前記チューブのそれぞれを把持してその位置を維持するように構成され、前記支持要素のそれぞれは、隣接するマットの支持要素にしっかり接続されるようにさらに構成される、
モジュール。
【請求項８５】
前記支持要素が、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備える、請求項８４に記載のモジュール。
【請求項８６】
前記連結構造が、隣接する支持要素とのスナップ接続を促す、請求項８５に記載のモジュール。
【請求項８７】
前記連結構造がタブおよびスロットを含む、請求項８５または８６に記載のモジュール。
【請求項８８】
請求項１〜８７のいずれか一項に記載の１つまたは複数のモジュールを含む、熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は熱交換器に関する。特に、本開示は、モジュール式に組み立てることができる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は熱を放出および／または捕捉するために多様な用途で一般的に使用される。熱交換器は、複数のパイプまたはチューブを含み得るものであり、それら複数のパイプまたはチューブはその中を流れる熱交換流体を含み、より高いまたは低い温度の環境にさらされる。熱交換流体がチューブを流れるとき、その温度は環境の温度により近づけられ、それによって、それを必要な設計に従って冷却または加熱する。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の主題の一態様によれば、それから熱交換器を構成するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・それらマニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブを含み、熱交換チューブはマニホルドと流体連通しマニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを備え、
マニホルドのそれぞれは、その対向端部に形成された選択的にシール可能な端部開口部であって、チューブに対して実質的に垂直でありかつチューブによって画定される平面と平行な長手方向流路を画定する選択的にシール可能な端部開口部を含み、
マニホルドのそれぞれは、その対向側面の選択的にシール可能な側面開口部であって、長手方向流路に対しておよびチューブによって画定される平面に対して実質的に垂直な横方向流路をそれぞれ画定する選択的にシール可能な側面開口部をさらに備える、
モジュールが提供される。
【０００４】
マットのそれぞれは、チューブをマニホルドと流体連通させるように構成された２つのヘッダーであって、それぞれチューブとマニホルドのうちの一方との間に接続されるように構成された２つのヘッダーをさらに備えることができる。
【０００５】
ヘッダーはチューブの上にオーバーモールドされてもよい。
【０００６】
ヘッダーは位置決め特徴部を含むことができ、そのそれぞれは隣接するヘッダーの対応する位置決め特徴部と協働してその位置決めを容易にするように構成される。
【０００７】
側面開口部のそれぞれは、同一のマニホルドの側面リップと位置合わせした状態に配置されるように構成された側面リップによって画定されてもよい。
【０００８】
端部開口部のそれぞれは、同一のマニホルドの端部リップと位置合わせした状態に配置されるように構成された端部リップによって画定されてもよい。
【０００９】
モジュールは、それをシールするために側面および端部開口部のうちの１つまたは複数に選択的に接続されるように構成されたキャップをさらに備えることができる。
【００１０】
本開示の主題の別の態様によれば、それから熱交換器を構成するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・それらマニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブを含み、熱交換チューブはマニホルドと流体連通しマニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを含み、
マニホルドの少なくとも１つは、マットの１つまたは複数を他のマットのチューブから選択的に流体的に隔離することを容易にするように構成された分割構造を含む、
モジュールが提供される。
【００１１】
分割構造は、マットを画定する平面と実質的に平行な平面に沿ってマニホルドの内部流体チャンバを分割するように構成されてもよい。
【００１２】
分割構造は、マニホルドの内面上の、対向して配置されたスロットの１つまたは複数のペアであって、それらの間に広がる仕切りを受け入れるように構成されたスロットの１つまたは複数のペアを含んでもよい。スロットはマニホルドの長さに沿って長手方向に延びてもよい。
【００１３】
本開示の主題のさらなる態様によれば、それから熱交換器を構築するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・それらマニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブであって、それらの間に間隔が生まれるように互いに離間された複数の熱交換チューブを含み、熱交換チューブはマニホルドと流体連通しマニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを含み、
間隔のそれぞれは、平面に対して垂直な方向の、他のマットの１つまたは複数のチューブの突起と重なるように配置される、
モジュールが提供される。
【００１４】
各マットの間隔の大部分は同じ大きさであってもよく、マットのそれぞれは異なる大きさの、例えばより小さい、１つまたは複数の、例えば２つの予備間隔をさらに含む。
【００１５】
予備間隔は、それらのそれぞれのチューブの一端に配置された末端チューブに隣接して形成することができる。
【００１６】
マットは、隣接するマットの末端チューブが互いにその交互の側にあるように配置されてもよい。各マットは、各チューブを把持してその位置を維持するように構成された支持要素をさらに備えることができ、各支持要素は、それらの末端チューブが同じ側にある状態でマットが互いに重なる構成を排除するように隣接するマットの支持要素にしっかりと接続されるようにさらに構成される。支持要素はそれぞれ、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造を備えることができる。連結構造はタブおよびスロットを含み得る。
【００１７】
各間隔は、平面に対して垂直な方向の、隣接するマットのチューブの突起と重なるように配置されてもよい。各間隔は突起と完全に重なってもよい。
【００１８】
本開示の主題のなおさらなる態様によれば、それから熱交換器を構築するためのモジュールであって、
・２つのマニホルド、および
・それらマニホルド間に広がる複数の平行に配置されたマットであって、各マットは平面を画定するように配置された複数の熱交換チューブを含み、熱交換チューブはマニホルドと流体連通しマニホルドの間に広がる、複数の平行に配置されたマットを含み、
各マットは、それと同一平面上にかつチューブを横切って配置された１つまたは複数の支持要素を含み、支持要素は、各チューブを把持してその位置を維持するように構成され、支持要素のそれぞれは、隣接するマットの支持要素にしっかり接続されるようにさらに構成される、
モジュールが提供される。
【００１９】
支持要素は、剛性接続を促すために隣接する支持要素の連結構造と協働するように構成された連結構造をそれぞれ備えることができる。
【００２０】
連結構造は、隣接する支持要素とのスナップ接続を促すことができる。
【００２１】
連結構造はタブおよびスロットを含むことができる。
【００２２】
前述の態様のうちのいずれかに従うモジュールは、他の前述の態様のうちのいずれか１つまたは複数に従って、その任意選択の特徴を含んで提供されてもよいことは認識されよう。
【００２３】
本開示の主題のなおさらなる態様によれば、上記のような１つまたは複数のモジュールを含む熱交換器が提供される。
【００２４】
本発明を理解するためにおよび本発明が実際にどのように実行され得るかを理解するために、ここで添付図面を参照して単に非限定的な例として実施形態を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】本開示の主題による、熱交換モジュールの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示されるモジュールから作製された熱交換器の斜視図である。
【図２】図１Ａに示されるモジュールのマットである。
【図３】図３Ａ−図３Ｂ。図２に示されるマットのヘッダーのそれぞれ正面斜視図および後面斜視図である。
【図４Ａ】図２に示されるマットの支持要素の正面図である。
【図４Ｂ】互いに接続された図４Ａに示される支持要素のいくつかの正面図である。
【図５】図１Ａに示されるモジュールのマニホルドの斜視図である。
【図６】図５に示されるマニホルドの端面図である。
【図７】図７Ａ−図７Ｂ。図１Ａに示されるマットのいくつかのアセンブリの概略図である。
【図８】図８Ａ−図８Ｂ。それぞれ図１Ａに示されるモジュールのおよび図１Ｂに示される熱交換器の近接図であり、流れ遮断装置を示している。
【図８Ｃ】モジュールに取り付けられた、モジュールに固定される前の図８Ａおよび８Ｂに示される流れ遮断装置の断面近接図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１Ａに示すように、例えば図１Ｂにおいて１２で示されるような熱交換器を構成するための全体的に１０で示される熱交換モジュールが提供される。各モジュール１０は、その各端部でマニホルド２２に接続された複数のマット２０を含む。モジュール１０の要素は、任意の適切な材料から作製することができる。いくつかの例によれば、それらはポリマー材料、例えばそれが作動するように設計されている条件に従って、例えば腐食性環境および／またはそれを通って流れる作動流体に耐えることができるポリマー材料から作製される。モジュール１０は、そのすべての構成要素が同じ材料から作製されるように、または少なくともいくつかが異なる材料から作製されるように提供されてもよいことが理解されるであろう。
【００２７】
図２でよりよく分かるように、マット２０のそれぞれは、その両端に１つずつある２つのヘッダー２６の間に広がる平面Ｘを画定する複数の平面的に配置された熱交換チューブ２４を含む。さらに、１つまたは複数の支持要素２８をチューブ２４に対して横方向に設けることができ、チューブは他のチューブに対してそれらの位置を維持するように構成される。
【００２８】
図３Ａおよび３Ｂで見られるように、ヘッダー２６のそれぞれは、その交換器端部３２に沿って直線的に整列されたチューブ２４をそれぞれ受け入れるための複数の貫通チューブ開口部３０を含み、開口部はヘッダーチャンバ３４と流体連通し、ヘッダーチャンバは後述するようにマニホルド２２のうちの１つと流体連通するように構成されている。
【００２９】
ヘッダー２６の上面３６および底面３８には、その上に配置されたヘッダー上の同様の対応する位置決め特徴部と協働してそれらの積層配置を容易にするように設計された位置決め特徴部４０が形成されている。位置決め構成４０は、ヘッダー２６の上面３６および底面３８の両方の位置決め特徴部４０が、隣接するヘッダーの上面または底面の位置決め特徴部と協働するように設計されるように構成されてもよい。
【００３０】
例えば、位置決め突起４２ａが上面３６の長さの一方の側に長手方向に亘って設けられてもよく、および位置決め突起内に受け入れるように構成された対応するように形成された位置決めソケット４２ｂが上面の他方の側に長手方向に亘って設けられる。同様の位置決め突起およびソケット（図示せず）が底面３８にそれぞれの反対の側で形成されている（すなわち、底面の位置決めソケットは、位置決め突起４２ａが上面３６に形成されているのとヘッダー２６の長さに沿った同じ側に形成され、底面の位置決め突起は位置決めソケット４２ｂが上面に形成されているのとヘッダーの長さに沿った同じ側に形成されている）。したがって、２つのヘッダー２６が、その交換器端部３２が互いに平行で同じ方向を向くようにして上下に積み重ねられると、一方の位置決め突起４２ａは、それぞれの上面３６および底面３８のどちらかが上を向いているかに関わらず、他方の位置決めソケット４２ｂと整列される。
【００３１】
ヘッダー２６は、ポリマー、例えば熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂などの成形可能な材料から作製することができる。したがって、ヘッダー２６はそれに接続されるチューブ２４に、例えばオーバーモールディングプロセスによって直接形成することができ、それによって多数のチューブ２４をそれぞれのヘッダー２６に挿入する必要性をなくすことによってマット２０の製造を簡単にする。加えて、チューブ２４上にオーバーモールドされるヘッダー２６を提供することによって、チューブはヘッダーおよびマニホルド２２のいずれにも溶接する必要がなく、チューブの端部が変形することによりそれらを通る流れが制限および／または妨げられる危険性が軽減される。
【００３２】
図４Ａに示すように、支持要素２８のそれぞれは、２つの平らな端面２７の間に広がり複数の座部４６を有するグリップ部４４を含み、各座部４６はその中にチューブ２４の１つを受け入れる。各座部４６は、２つの上方に突出している分割部分４８の間に画定され、分割部分４８はそれぞれ外側に広がったヘッド５０で終端してもよく、ヘッドはそれぞれのチューブ２４をその中に維持することを促す。支持要素２８は、それらの間に画定された座部４６内へのチューブ２４の導入を容易にするために、隣接する分割部分４８を外側に付勢するのに十分な可撓性を提供する材料から作製され得る。
【００３３】
座部４６は、支持要素２８の長さに沿って均等に間隔をあけて配置することができ、これにより各マット２０の大多数の隣接するチューブ２４の間に均等な大きさの隙間２５がもたらされるが、一端の少数（例えば、１つまたは２つ）の末端座部４６ａは、他の座部が互いに離間される距離と異なる距離、例えばより短い距離で隣接する座部から離間され、これにより、他の均等な大きさの間隔よりも小さい予備間隔２５ａがもたらされる。
【００３４】
支持要素２８はさらに、各支持要素をそれに隣接する支持要素へ、すなわち隣接するマット２０に堅固に接続するのを促すように構成された連結装置を含むことができる。この堅固な接続はマット２０の安定性、例えば流体がチューブ２４を急速に通過することによる振動への耐性に寄与し得る。
【００３５】
いくつかの例によれば、各連結装置は、上方に突出する連結タブ５２と、下方に向く連結スロット５４とを含み、連結スロットのそれぞれは、連結タブを、例えばスナップ式に受け入れるように構成され、それによって隣接する支持要素２８への簡単な連結を促す。本開示の主題の範囲から逸脱することなく必要な変更を加えて、連結タブ５２は、連結スロット５４が上を向いている状態で下向きにすることができ、または任意の他の適切な方法で配置することができることを理解されたい。連結タブおよびスロット５２、５４は、支持要素２８の一方が他方の上に配置されているとき、支持要素の一方の連結タブのそれぞれが他方の対応する連結スロットと整列するように離間している。
【００３６】
いくつかの例によれば、連結タブおよびスロット５２、５４は、一方の支持要素の各連結タブが、他方の対応する連結スロットと、それらが逆にされている場合にのみ、すなわち、図４Ｂに示されているようにその末端座部４６ａがそれらの長さに沿って反対側にある場合のみ、整列するように離間させることができる。したがって、そして末端座部４６ａの間隔がそれに隣接する間隔と異なるために、隣接するマット２０のチューブ２４は互いにずれており、その結果、各間隔２５、２５ａは、隣接するマットのチューブの、マット２０によって画定される平面Ｘに対して垂直な方向にある突起と重なるように配置される。したがって、マット２０に対して垂直であるモジュールのチューブ２４を通る経路は、たとえそれがその前のマットの間隔２５、２５ａを通過したとしても、必ずチューブ２４に当たる。そのような「互い違いの」配置は、チューブと環境との間でより効率的に熱を伝達するモジュール１０を通る空気流を促進し得る。
【００３７】
支持要素２８は、熱交換器１２の構成を促すためにさらに使用されてもよい。図１Ｂに見られるように、いくつかのモジュールはそれらが積み重ねられるように取り付けられてもよい。支持要素２８は、チューブ２４を実質的に水平位置に維持することを促すことができ、例えばそれらが自重によってカテナリーまたは同様の形状をとることを防止する。さらに、その平坦な端面２７は互いに重なり合ってもよく、垂直に積み重ねられた支持要素２８は支持構造を形成し、全てのチューブ２４の荷重を、例えば床によって支えることを促す。
【００３８】
図５に示すように、各マニホルド２２は、その中に流体チャンバ６０を画定するハウジング５８を備える。ハウジング５８の底面６２には、チューブ２４を流体チャンバ６０と流体連通させるように構成されたヘッダーインタフェース６４が形成される。ヘッダーインタフェース６４は、貫通開口部６６の複数の平行に配置された列を含む。開口部６６は、例えば図４に示すように、チューブ２４の互い違いの配置に一致するように配置されてもよい。さらに、各列に沿ってチャネル６８が形成されてもよく、それによって開口部６６をヘッダーインタフェース６４の表面の下に差し込むことができる。チャネル６８は、マニホルド２２に組み付けられたときに対応するヘッダー２６のヘッダーチャンバ３４と位置合わせした状態に横たわるように構成することができる。ヘッダーインタフェース６４は、ヘッダーインタフェースの表面に複数の基部７２をそれらの間に画定する、開口部６６の列の間に形成された溝７０をさらに含んでもよく、基部のそれぞれは、マット２０が例えばそれに溶接されるために組み付けられる場合、ヘッダー２６と接触するためのものである。
【００３９】
ハウジング５８の側面７４にはそれぞれ、隣接するマニホルドに取り付けるための１つまたは複数の選択的にシール可能な（すなわち、それが容易にシールされ、それによってそこを流体が流れるのを選択的に防止するように構成される）側面開口部７６が形成され、それぞれそれを通る横方向流路Ｐｌａｔを画定する。横方向流路Ｐｌａｔはそれぞれ、チューブ２４によって画定される平面に対して実質的に垂直である。隆起側面リップ７８が、各側面開口部７６の周りに形成されてもよく、それは、後述するように、隣接するマニホルドのキャップ、入口／出口または対応する側面リップなど（それによって２つのマニホルドを向き合う側面開口部を介して互いに流体連通させる）の別の要素へのシール接続を促すための溶接面を構成する。したがって、側面リップ７８の外面７８ａは、２つのマニホルドが、一方の側面７４が他方の側面に面する状態で互いに隣接して配置されるとき、隣接するマニホルド２２の対応する側面リップと実質的に完全に接触するように構成されてもよく、例えば各側面リップの外面は平坦で、マット２０のうちの１つのチューブ２４によって画定される平面に対して実質的に平行であり得る。
【００４０】
ハウジング５８の端部８０にはそれぞれ、隣接するマニホルドに取り付けるための、およびそれらの間に長手方向の流路Ｐｌｏｎを画定するための選択的にシール可能な端部開口部８２が形成される。長手方向流路Ｐｌｏｎは、チューブ２４および横方向流路Ｐｌａｔに対して実質的に垂直であり、それによって画定される平面に平行である。隆起端部リップ８４が各端部開口部８２の周りに形成されてもよく、それは、後述するように、隣接するマニホルドのキャップ、入口／出口または対応する端部リップなど（それによって２つのマニホルドを向き合う端部開口部を介して互いに流体連通させる）の別の要素へのシール接続のための溶接面を構成する。したがって、各端部リップ８４の外面８４ａは、２つのマニホルドが、一方の端部８０が他方の端部に面する状態で互いに隣接して配置されるとき、隣接するマニホルド２２の対応する端部リップと実質的に完全に接触するように構成されてもよく、例えば、各端部リップの外面は平坦で、流体チャンバ６０を通って長手方向に横切る軸に対して実質的に垂直であり得る。
【００４１】
図６に最も良く見られるように、マニホルド２２の内面には、例えばそれぞれ一対の長手方向突起８８の間に画定された一対の長手方向に延びるスロット８６を含むマニホルドの分割構成を設けることができる。スロット８６は互いに向き合い、ハウジング５８の側面７４の間に配置される、すなわち、スロットの１つがヘッダーインタフェース６４の内面に形成されるようにする。スロット８６は、側面７４の間の中間に形成されてもよく、その結果、開口部６６の列（およびそれによってマニホルド２２に取り付けられたヘッダー２６）はそれらの下にあるのと同じくらいそれらの上にある。スロット８６は、その中に仕切り（図６には示されていない）を受け入れるように構成され、それによって、それによって画定された流体チャンバ６０の２つの半部を、したがってその両側のヘッダー２６を、例えば、後述するようにモジュール１０を通る流体流れを制御するために、互いに流体的に隔離する。流体チャンバ６０内の流体隔離はチャンバ自体の内部でのみ考慮されること、例えば、流体が開口部７６、８２を介してまたはヘッダーインタフェース６４を介してチャンバを出ることによって仕切りを越え得ることは考慮されないことが理解されよう。
【００４２】
図１Ｂに戻ると、モジュール１０への流体アクセスは、マニホルド２２の側面開口部７６および端部開口部８２を選択的に塞ぐことによって、および／またはそれへのアクセスを促すことによって制御することができる。側面キャップ９０および端部キャップ９２は、例えば側面リップ７８および端部リップ８４に溶接されて、それぞれ側面開口部７６および端部開口部８２をシールするために設けられてもよい。ニップル９４は、例えば側面開口部７６および／または端部開口部８２と位置合わせされた状態で接続されるように設けられてもよく、１つまたはマニホルドの流体チャンバ６０を外部流体パイプと流体連通させることを促す。図示のように、ニップル９４は、開口部が形成されていないハウジング５８の領域に、例えばユーザが必要に応じてハウジングの上面５６（図５に示す）に開口部を切削することによって設けられてもよい。
【００４３】
いくつかのモジュール１０は熱交換器１２を形成するように一緒に組み立てられてもよい。いくつかの例によれば、モジュール１０は、その両側のマニホルドが互いに積み重ねられた状態で配置され、その結果、その側面７４は互いに向き合い、その側面リップ７８は隣接するモジュールの側面リップと位置合わせされた状態に配置され、すなわち、側面リップの外面７８ａが互いに接触し、それらの間に側面接合部１００を画定する。（本明細書では、参照番号は、同じ番号の後に後続文字および／またはプライムが続くすべての参照番号を集合的に指すために使用される場合があり、例えば、１００は、１００’ａ、１００’ｂ、１００’’ａ、１００’’ｂ等を集合的に指すために使用され得る。同様に、１００’は、１００’ａ、１００’ｂ等を集合的に指すために使用され得、そして１００ａは、１００’ａおよび１００’’ａを集合的に指すために使用され得る。）このように積み重ねられた２つ以上のモジュール１０は、マニホルド２２によって画定される第１端部１０２’と第２端部１０２’’との間に広がる熱交換器の横方向サブアセンブリ１５０を構成する。本開示において、プライム記号は、同じマニホルドの反対側の端部１０２の間に形成された対応する側面接合部１００を指すために使用され、すなわち側面接合部１００ａは、その側面接合部１００’ａが形成されている第２端部１０２’’間の隣接するマニホルド２２の同じ対の第１の端部１０２’間に形成される。
【００４４】
横方向サブアセンブリ１５０は、それを通る流体の流れを調整するように構成することができる。いくつかの例によれば、図７Ａに概略的に示されるように、第１の端部１０２’上の交互の側面接合部１００’は互いに接続され得、一対のマニホルド２２の流体チャンバ６０を互いに流体連通させ、第１の端部１０２’の他の側面接合部１００’は、それを通る隣接するマニホルド間の流体の流れを阻止するために、例えば側面キャップ９０でシールされている。同様に、それぞれが第１の端部１０２’のシールされた側面接合部１００’に対応する、第２の端部１０２’’上の交互の側面接合部１００’’は互いに接続され、一対のマニホルド２２の流体チャンバ６０を互いに流体連通させ、第２の端部１０２’’の他の側面接合部１００’’は、それを通る隣接するマニホルド間の流体の流れを阻止するために、例えば側面キャップ９０でシールされている。したがって、横方向サブアセンブリ１５０内の流体は、矢印で示すように、隣接するモジュール間で流体の流れの方向が逆になるようにして、各マット２０を連続的に通って流れる。必要に応じて、そのように画定された流体流路の入口および出口にニップル９４を設けることができる。
【００４５】
他の例によれば、第１の端部１０２’の全ての側面接合部１００’はシールされずに、第２の端部１０２’’の全ての側面接合部１００’’がシールされる。さらに、仕切り１０４が第１の端部１０２’のマニホルド２２に設けられ、それによって各モジュール１０のヘッダー２６のいくつかをマニホルド２２内の他のヘッダーから流体的に隔離している。したがって、横方向サブアセンブリ１５０内の流体は、各マット２０を通って連続的に両方向に流れ、その中で方向を１回反転させる。マニホルド２２は、２つ以上の仕切りを受け入れるように構成されてもよく、それによって各ニップル９４内で２回以上の流体の流れの反転を可能にすることが、そのように画定された流体流路の入口および出口に必要に応じて提供されてもよい。
【００４６】
熱交換器１２は、単一のモジュール１０、単一の横方向サブアセンブリ１５０、その端部開口部８２によってのみ接続された１つまたは複数のモジュール、その端部開口部によって接続されたいくつかの横方向サブアセンブリ、（例えば図１Ｂに示されるように）ユーザによってその上面５６に切削された穴を介して隣接するマニホルド２２を接続することによって修正された上記または他の組合せのいずれか、または任意の他の適切なモジュールの構成を、本開示の主題の範囲から逸脱することなく必要な変更を加えて含んでもよいことは認識されよう。
【００４７】
図８Ａおよび８Ｂに示されるように、熱交換器１２には、隣接するモジュール１０間に流れ遮断装置１１０が設けられてもよく、それはそれらの間の空間を満たすように構成され、それによって熱交換器１２を横切る流体がチューブ２４を横切って通過し、そこで熱交換が主に生じることを保証する。流れ遮断装置１１０は、Ｌ字形であってもよく、位置決め開口部１１２がその中に形成されている。モジュール１０には、位置決め開口部１１２と嵌合するために、例えばマニホルド２２上に設けられたピン１１４が形成されている。図８Ｃに見られるように、位置決め開口部１１２は、ピンの直径と同様の直径、およびその上部でより広い直径を有することができる。したがって、ピン１１４を溶融して位置決め開口部１１２の上部直径内の空隙を埋めることができ、それによってそれを埋めるとともに流れ遮断装置１１０を定位置に固定する。ピン１１４は位置決め開口部１１２の高さよりも高くてもよく、それによって溶融されると上部直径を埋めるための材料を提供する。
【００４８】
本発明が属する技術分野の当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく必要な変更を加えて多数の変更、変形および修正がなされ得ることを容易に理解するであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2019529859.tif 000004
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
2019529859.tif 000012
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【国際調査報告】
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